Question

13．從能量的變化和反應的快慢等角度研究反應是有重要意義：
（1）已知反應2H₂+O₂=H₂O為放熱反應，下圖能正確表示該反應中能量變化的是A．

從斷鍵和成鍵的角度分析上述反應中能量的變化．

化學鍵	H-H	O=O	H-O
鍵能kJ/mol	436	496	463

化學鍵的鍵能如表：則生成1mol水可以放出熱量242kJ
（2）原電池可將化學能轉化為電能．將質量相
同的銅棒和鋅棒用導線連接后插入CuSO₄溶液中，設計成原電池，負極材料是Zn，正極的反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu，電解質溶液中SO₄^2- 移向負極（填“正”或“負”）．一段時間后，取出洗凈、干燥、稱量，二者質量差為12.9g．則導線中通過的電子的物質的量是0.2mol．
（3）一定溫度下，將3molA氣體和1mol B氣體通入一容積固定為2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應：3A（g）+B（g）?xC（g），反應1min時測得剩余1.8molA，C的濃度為0.4mol/L，則1min內，B的平均反應速率為0.2mol/（L•min）；X為2．若反應經2min達到平衡，平衡時C的濃度小于0.8mol/L（填“大于，小于或等于”）．

Answer 1

分析 （1）氫氣和氧氣燃燒生成水是放熱反應，反應物能量比生成物高；△H=反應物鍵能和-生成物鍵能和；
（2）原電池是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置，將質量相同的銅棒和鋅棒用導線連接后插入CuSO₄溶液中，設計成原電池，鋅較活潑，為負極，被氧化，銅為正極，正極上發(fā)生還原反應析出銅，負極反應掉的Zn和正極析出的Cu共12.9g，以此來解答；
（3）根據方程式計算參加反應的B的物質的量，根據v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$，計算v（B）；利用物質的量之比等于化學計量數之比計算x的值；根據隨著反應的進行反應物的濃度減少，反應速率減慢，以此解答．

解答 解：（1）由圖可知，A中反應物的總能量大于生成物的總能量，為放熱反應，
斷裂2molH₂中的化學鍵吸收2×436kJ熱量，斷裂1molO₂中的化學鍵吸收496kJ熱量，共吸收2×436+496=1368kJ熱量，形成4molH-O鍵釋放4×463kJ=1852kJ熱量，2mol H₂在氧氣中燃燒生成2mol水的反應熱△H=反應物中鍵能之和-生成物中鍵能之和=1368-1852kJ/mol=-484kJ/mol，即 H₂在氧氣中燃燒生成1mol水放出的熱量為242kJ，故答案為：A；  242；
（2）鋅較活潑，為負極，被氧化，銅為正極，正極上發(fā)生還原反應析出銅，正極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu，原電池工作時，陰離子向負極移動，
1molZn失2mol電子，1mol銅離子得2mol電子，設轉移電子物質的量為xmol，則：$\frac{x}{2}$mol×65g/mol+$\frac{x}{2}$mol×64g/mol=12.9g，x=0.2mol，
故答案為：Zn；Cu²⁺+2e^-=Cu；負；  0.2；
（3）反應1min時測得剩余1.8molA，C的濃度為0.4mol/L，參加反應的A的物質的量為3mol-1.8mol=1.2mol，由方程式可知，參加反應的B為1.2mol×$\frac{1}{3}$=0.4mol，則1min內，B的平均反應速率為$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{1min}$=0.2mol/（L．min）；
生成的C為0.4mol/L×2L=0.8mol，故1.2mol：0.8mol=3：x，解得x=2；
隨著反應的進行，反應速率逐漸減小，若反應經2min達到平衡，后1min的平均速率小于前1min的平均速率，前1min內C的濃度變化為0.4mol/L，則后1min內C的濃度變化小于0.4mol/L，故平衡時C的濃度小于0.8mol/L，
故答案為：0.2mol/（L•min）； 2；  小于．

點評 本題考查較為綜合，為高考常見題型，題目涉及反應熱與焓變、化學平衡的計算、影響反應速率的因素以及原電池等知識，側重于學生的分析、計算能力的考查，題目難度不大．